對(duì)SG-80220SD數(shù)控臥矩平面磨床出現(xiàn)機(jī)床主軸工作時(shí)經(jīng)常“抱死”、磨削工件表面有明顯振紋及表面粗糙度超差等問題,結(jié)合日常維修經(jīng)驗(yàn),檢查并分析主要原因,對(duì)處理方法進(jìn)行探討,提出修磨主軸軸頸和鍍鉻,研磨配刮滑動(dòng)軸承軸瓦,以及調(diào)整軸承間隙等方法,消除振動(dòng)故障,使機(jī)床運(yùn)行正常,加工零件精度合格。
1.序言
2.SG-80220SD數(shù)控臥矩平面磨床磨頭主軸結(jié)構(gòu)
SG-80220SD數(shù)控臥矩平面磨床(見圖1)磨頭主軸的兩個(gè)滑動(dòng)軸承通過軸承座分別固定在機(jī)身上的兩個(gè)同軸孔內(nèi)。設(shè)備的工作精度主要由機(jī)身上兩個(gè)同軸孔的同軸度、軸承座精度、主軸軸承精度和主軸精度保證。裝配時(shí),前后軸承同軸度不能調(diào)整,加之軸承間隙很小,因此機(jī)身上的兩個(gè)同軸孔以及軸承、軸承座的同軸度要求很高,需在φ0.005mm以內(nèi),制造和裝配工藝復(fù)雜,適用于高精度磨床。
圖1 SG-80220SD數(shù)控臥矩平面磨床
3.故障檢查
1)對(duì)SG-80220SD數(shù)控臥矩平面磨床機(jī)床進(jìn)行水平檢測(cè),機(jī)床在縱向、橫向均達(dá)到技術(shù)要求。
2)對(duì)SG-80220SD數(shù)控臥矩平面磨床砂輪及砂輪卡盤進(jìn)行平衡檢測(cè),測(cè)量數(shù)據(jù)均達(dá)到技術(shù)要求。
3)對(duì)SG-80220SD數(shù)控臥矩平面磨床磨頭主軸前、后滑動(dòng)軸承的軸向竄動(dòng)和徑向圓跳動(dòng)進(jìn)行打表檢測(cè),并參考查閱該機(jī)床說明書,得到磨床主軸檢測(cè)數(shù)據(jù)見表1。
表1 SG-80220SD數(shù)控臥矩平面磨床主軸檢測(cè)數(shù)據(jù)
4)對(duì)主軸箱油液質(zhì)量進(jìn)行分析,發(fā)現(xiàn)潤滑油清潔度較差。
4.故障驗(yàn)證分析
1)通過檢測(cè)數(shù)據(jù)分析,砂輪主軸錐面的徑向圓跳動(dòng)實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)值0.05mm,大于允許差值(允差是0.003mm);主軸軸頸的徑向圓跳動(dòng)實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)值0.02mm,大于允許差值(允差是0.003mm);主軸軸頸圓度實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)值0.04mm,大于允許差值(允差是0.002mm);主軸軸頸圓柱度實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)值0.06mm,大于允許差值(允差是0.01mm)。主軸軸頸徑向圓跳動(dòng)、軸頸圓度和圓柱度嚴(yán)重超差,這是造成主軸經(jīng)常出現(xiàn)“抱死”,造成機(jī)床無法正常工作,加工工件表面有明顯振紋,以及工件表面粗糙度超差的主要原因。
2)打開主軸箱,分別對(duì)潤滑油及滑動(dòng)軸承油池檢查,發(fā)現(xiàn)有雜質(zhì)、污物,潤滑油渾濁。當(dāng)主軸或滑動(dòng)軸承混入雜質(zhì)后,極易發(fā)生非液體摩擦,并損傷主軸和滑動(dòng)軸承。這些問題會(huì)加快主軸和磨頭主軸前后滑動(dòng)軸承的磨損,從而造成機(jī)床出現(xiàn)主軸“抱死”,造成機(jī)床無法正常工作。
3)拆開磨頭主軸,觀察到其前后滑動(dòng)軸承軸瓦的研傷磨損情況嚴(yán)重,如圖2所示,有明顯的不均勻灼傷黑斑,軸瓦前、后端接觸、研傷和磨損程度差別較大。
圖2 主軸滑動(dòng)軸承軸瓦研傷磨損情況
5.故障處理措施
5.1 主軸及磨頭滑動(dòng)軸承的維修
(1)主軸的修復(fù) 已磨損的主軸采用鍍鉻工藝恢復(fù)原尺寸,經(jīng)精磨和拋光處理,保證其各尺寸精度和表面粗糙度達(dá)到精度標(biāo)準(zhǔn)。要求主軸軸頸相對(duì)主軸軸線的徑向圓跳動(dòng)≤0.003mm,圓度≤0.002mm, 錐度在每100mm長(zhǎng)度上≤0.008mm,表面粗糙度值Ra為0.8mm,錐面相對(duì)主軸的徑向圓跳動(dòng)≤0.003mm。
(2)滑動(dòng)軸承的軸瓦修復(fù) 具體如下。1)粗刮軸瓦(見圖3)。在主軸與滑動(dòng)軸承配刮時(shí),均勻涂抹紅丹粉,采用淺刮工藝,下刀要輕。以主軸為基準(zhǔn)進(jìn)行研磨粗刮,把接觸點(diǎn)先刮出來,刮削面應(yīng)成小蝌蚪形狀,刮刀完成每一次切削運(yùn)動(dòng)后,要不斷交換運(yùn)動(dòng)方向,接觸點(diǎn)成菱形、網(wǎng)格狀,滑動(dòng)軸承內(nèi)表面的接觸點(diǎn)應(yīng)均勻,在25mm×25mm面積內(nèi)接觸點(diǎn)應(yīng)有14~16個(gè)。當(dāng)滑動(dòng)軸承軸瓦上出現(xiàn)均勻點(diǎn)后,開始進(jìn)行精刮。
圖3 粗刮軸瓦示意
2)精刮軸瓦。把前、后端滑動(dòng)軸承裝入主軸軸承座內(nèi)(見圖4),裝上定心法蘭,預(yù)緊螺釘。
a)前端滑動(dòng)軸承裝配 b)后端滑動(dòng)軸承裝配
圖4 前、后端滑動(dòng)軸承裝入主軸軸承座
主軸配磨裝配如圖5所示。使用主軸來做研磨棒,轉(zhuǎn)動(dòng)主軸,使前、后滑動(dòng)軸承剛好與主軸接觸, 使滑動(dòng)軸承軸瓦上顯示出點(diǎn)狀, 再把主軸旋轉(zhuǎn)拿出,然后對(duì)滑動(dòng)軸承軸瓦進(jìn)行精刮,如此反復(fù)研刮,直至達(dá)到要求為止。當(dāng)滑動(dòng)軸承在25mm×25mm面積內(nèi)有16~20個(gè)接觸點(diǎn)時(shí),內(nèi)表面的接觸點(diǎn)應(yīng)均勻,精刮修復(fù)(見圖6)完成。
圖5 主軸配磨裝配
圖6 軸瓦精刮修復(fù)
精刮好后的主軸軸組進(jìn)行裝配,然后進(jìn)行主軸徑向圓跳動(dòng)和軸向竄動(dòng)的測(cè)量,如圖7所示。要求主軸徑向圓跳動(dòng)≤0.03mm,軸向竄動(dòng)≤0.01mm,主軸轉(zhuǎn)動(dòng)輕松自如。
a)主軸徑向圓跳動(dòng)檢測(cè) b)主軸軸向竄動(dòng)檢測(cè)
圖7 主軸徑向圓跳動(dòng)和軸向竄動(dòng)測(cè)量
5.2 主軸軸組裝配及精度檢測(cè)
主軸軸組裝配及精度檢測(cè)(見圖8)步驟如下。
圖8 主軸軸組裝配及精度檢測(cè)
1)用柴油或煤油清洗好磨頭主軸各零部件,并按裝配技術(shù)要求將各零部件裝配好。
2)把主軸軸組裝入機(jī)床主軸箱內(nèi),預(yù)緊端蓋螺釘, 調(diào)整間隙, 保證主軸與滑動(dòng)軸承間隙為0.03mm,主軸旋轉(zhuǎn)360°要輕松自如[3]。然后檢驗(yàn)主軸錐面的徑向圓跳動(dòng)和軸向竄動(dòng), 公差值≤0.02mm即可。
3)磨頭體內(nèi)的潤滑油全部放掉,按要求過濾注入潤滑油。
4)空轉(zhuǎn)試車,使主軸與滑動(dòng)軸承磨合均勻,測(cè)量軸承溫升正常。
5)開車試運(yùn)行,熱檢測(cè)量主軸錐面徑向圓跳動(dòng)和主軸軸向竄動(dòng),公差值≤0.03mm。
6)試車磨削加工工件,機(jī)床噪聲、溫升及振動(dòng)正常,工件表面粗糙度達(dá)到技術(shù)要求,修復(fù)工作完成。
6.結(jié)束語
通過對(duì)SG-80220SD數(shù)控臥矩平面磨床主軸振動(dòng)故障原因進(jìn)行分析,并進(jìn)行檢測(cè),分析拆卸機(jī)床主軸主要部件磨損形式,找出合理有效的故障處理和修復(fù)辦法,解決了主軸“抱死”而造成機(jī)床無法正常工作的故障問題,機(jī)床工作狀況和工件加工精度均達(dá)到技術(shù)要求,表明該修理方案是正確合理的。
(轉(zhuǎn)載)